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耐磨板堆焊方法制作及使用性能

2018-10-01

混凝土泵是一种常用的建筑工程机械,利用混凝土泵可以将搅拌好的混凝土输送至几十米甚百米的高度。混凝土泵内部有两个柱塞缸,利用柱塞缸吸入混凝土再加压输送出去。为了混凝土的连续输送,两个柱塞缸需轮换工作,当一个柱塞缸压送混凝上柱塞向前)时,另一个柱塞缸吸入混凝上柱塞向后)。因此混凝土泵上的环要在板上不断地换向滑动,每分钟换向次数达数百次,换向速度达到0.2m/s。由于输送混凝土的压力很高,要求板与环之间密封配合,但是由于混凝土中的砂粒、水泥等会渗入板与环的接触表面,使得该接触表面磨损,无法密封,因此需经常更换。由于更换需用时间较长,而且更换较困难,不仅影响混凝土泵的使用,还会使混凝土整体浇注质量下降。因此如何提高板、环的使用寿命是一个急需解决的问题。

1、利用堆焊方法制作层

一般生产的板和环,是以低碳钢为基体,在其接触表面用焊条堆焊一层材料而形成层。

采用堆焊方法制作层,所需生产设备简单,操作灵活,但堆焊时工件变形较大,易产生裂纹,质量控制较困难,而且采用堆焊生产的板、环使用寿命较低,一般每输送3000~5000m3混凝土即需要更换一次。因此,需要研究新的加工方法来提高板、环的使用寿命。

我们采用等离子喷焊技术,在板、环的配合表面喷焊一层镍基合金粉末,获得了良好的使用性能。

2等离子喷焊板、环的试验研究

等离子喷焊工艺是一种的表面技术,等离子弧温度高,能够喷焊难熔材料,并且喷焊速度J陕,生产。合金粉末由气体输送入等离子弧区,在惰性气体的保护下熔化、喷焊于制备好的基体表面形成喷焊层。

2.1等离子喷焊材料成分的分析

考虑板、环的层即要有高的硬度损,又要有的韧性抵抗剪切冲击。所以我们选择了在镍基合金粉中加入比例的WC碳化钨)形成混合粉末。

铬在合金中具有多重作用,即可溶入固溶体成为合金的韧性基体,又可与碳、硼等元素形成相基体,增加喷焊层的。硼和硅还具有自脱氧和造渣的作用。合金在熔化时,合金中的硼和硅被氧化,并在喷焊层表面形成薄膜,防止合金中的元素被氧化,从而获得氧化物含量低、气孔少的喷焊层。WC作为硬质相的加入,进一步提高合金的硬度和,以上合金元素的综合作用可达到多重的目的。

等离子喷焊工艺基体材料选用30号钢,喷焊层厚度为3~3.5,喷焊时采用的合金粉末熔点为1000~1400℃。

使用效果将利用等离子喷焊技术制作的板、环装入混凝土泵中进行工业试验,结果其混凝土输送量超过8000m³,比采用堆焊的板和环使用寿命提高近两倍,达到了预期的效果。

为了防止变形,在试验中我们还采用了对被喷焊的板加固定板;喷焊前对板基体预热预热温度在550~650℃);以及在喷焊过程中对板基体非喷焊区连续加热等方法,尽量减少基体的温度分布不均匀。为防止等离子喷焊后的应力开裂,采用石棉保温的方法缓慢冷却。

3结论

1)用镍基合金等离子喷焊的板和环具有较高的硬度和良好的。比采用堆焊的板和环使用寿命提高近两倍;

2)等离子喷焊与传统的堆焊相比减轻了工人的劳动强度,提高了生产效率;

3)采用等离子喷焊的方法每套板、环需镍基合金粉1.6~2kg,加工费约1000元人民币,而目前采用D608堆焊焊条加工的板、环每套为1600元人民币,因此,采用等离子喷焊的方法代替堆焊加工板、环可明显降低生产成本;

4)等离子喷焊方法,免去了堆焊焊接后的退火工序。


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